Nghiên ứu nâng cao độ tin cậy lưới điện phân phối bằng thiết bị tự động đóng lặp lại và dao cách ly phân đoạn tự động áp dụng với lưới điện phân phối thành phố bắc ninh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LÊ NHO HƢNG NGHIÊN CỨU NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI BẰNG THIẾT BỊ TỰ ĐỘNG ĐÓNG LẶP LẠI VÀ DAO CÁCH LY PHÂN ĐOẠN TỰ ĐỘNG ÁP DỤNG VỚI LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ BẮC NINH Chuyên ngành: Kỹ thuật điện LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: HỆ THỐNG ĐIỆN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS ĐẶNG QUỐC THỐNG HÀ NỘI- 2018 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17057205253201000000 MỤC LỤC TRANG BÌA PHỤ LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU LỜI NÓI ĐẦU MỞ ĐẦU Giới thiệu chung Mục đích nghiên cứu đề tài .1 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu đề tài Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài CHƢƠNG 1: LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI VÀ CÁCTHIẾT BỊ ĐÓNG CẮT TỰ ĐỘNG .3 1.1 Tìm hiểu lƣới điện phân phối 1.1.1 Định nghĩa 1.1.2 Vai trò lưới điện phân phối 1.1.3 Các phần tử lưới điện phân phối 1.1.4 Cấu trúc lưới điện phân phối 1.1.5 Đặc điểm lưới điện phân phối 1.2 Các thiết bị đóng cắt tự động 1.2.1 Máy cắt tự động .6 1.2.2 Thiết bị tự động đóng lặp lại 1.2.3 Dao cách ly phân đoạn tự động CHƢƠNG 2: CÁC CHỈ SỐ TIN CẬY LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 10 2.1 Các khái niệm định nghĩa .10 2.1.1 Khái niệm độ tin cậy .10 2.1.2 Độ tin cậy hệ thống 10 2.1.3 Độ tin cậy phần tử 11 2.2 Các tiêu đánh giá độ tin cậy lƣới điện phân phối 19 2.2.1 Tần suất điện trung bình hệ thống - SAIFI 19 2.2.2 Tần suất điện trung bình khách hàng – CAIFI 20 2.2.3 Thời gian điện trung bình hệ thống- SAIDI 20 2.2.4 Thời gian điện trung bình khách hàng - CAIDI .20 2.2.5 Tần suất điện thoáng qua trung bình - MAIFI .21 2.2.6 Độ sẵn sàng cung cấp điện trung bình - ASAI 22 2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ tin cậy cung cấp điện lưới điện phân phối 23 2.4 Các biện pháp nâng cao độ tin cậy cung cấp điện cho lưới điện phân phối .24 2.4.1 Sử dụng thiết bị điện có độ tin cậy cao 24 2.4.2 Sử dụng thiết bị tự động, thiết bị điều khiển từ xa 24 2.4.3 Sử dụng linh hoạt sơ đồ dây, kết dây 24 2.4.4 Tổ chức sửa chữa nhanh cố 25 2.4.5 Đối với TBA phân phối 25 2.5 Tổng quan tính tốn độ tin cậy cho lƣới phân phối 26 2.6 Tình hình nghiên cứu độ tin cậy lƣới phân phối Việt Nam 27 CHƢƠNG 3: PHƢƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY CHO LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI VÀ XÂY DỰNG CHƢƠNG TRÌNH TÍNH TỐN 29 3.1 Độ tin cậy lƣới phân phối hình tia khơng phân đoạn 29 3.2 Độ tin cậy lƣới phân phối hình tia có phân đoạn .30 3.3 Xây dựng chƣơng trình đánh giá độ tin cậy máy tính 32 3.3.1 Cấu trúc lưới phân phối hoạt động thiết bị phân đoạn 32 3.3.2 Các tiêu độ tin cậy cần tính 34 3.3.3 Tính tốn tiêu độ tin cậy đoạn lưới .34 3.4 Giới thiệu chƣơng trình tính tốn độ tin cậy lƣới phân phối 41 3.4.1 Giao diện chương trình 41 3.4.2 Nhập liệu mô tả cấu trúc lưới 42 3.4.3 Nhập thơng số tính tốn 42 3.4.4 Nhập thông số phụ tải 43 CHƢƠNG 4: ÁP DỤNG CHO BÀI TOÁN QUY HOẠCH PHÁT TRIỂN LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ BẮC NINH .44 4.1 Hiện trạng lƣới điện tỉnh Bắc Ninh 44 4.1.1 Tổng quan lưới điện tỉnh Bắc Ninh 44 4.1.2 Lưới điện .44 4.1.3 Lưới điện trung 50 4.1.4 Tụ bù 51 4.1.5 Tình hình cố 51 4.2 Lƣới điện phân phối thành phố Bắc Ninh .52 4.3 Bài toán quy hoạch phát triển điện lộ 471 E7.4 52 4.3.1 Phương án 58 4.3.2 Phương án 60 4.3.3 Phương án 62 4.3.4 Phương án 65 4.4 Tính tốn định lƣợng tiêu độ tin cậy 67 4.2.1 Phương án 67 4.2.2 Phương án 67 4.2.3 Phương án 68 4.2.4 Phương án 70 4.5 Nhận xét đánh giá kết tính tốn .71 CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO 74 PHỤ LỤC 75 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng thân tơi hồn thành dưới hướng dẫn khoa học PGS TS Đặng Quốc Thống Các nghiên cứu kết tính tốn trình bày luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình trước Mọi giúp đỡ cho việc hoàn thành luận văn cảm ơn, thơng tin trích dẫn luận văn dẫn nguồn gốc rõ ràng phép công bố Hà Nội, ngày 20/09/2018 Tác giả luận văn Lê Nho Hƣng LỜI CẢM ƠN Tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy giáo, cô giáo Bộ môn Hệ Thống Điện trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, bạn bè, đồng nghiệp, quan công tác giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả hoàn thành luận văn Đặc biệt tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo PGS TS Đặng Quốc Thống người tận tình hướng dẫn, trực tiếp giúp đỡ tác giả thực hoàn thành luận văn thời gian sớm Vì kiến thức cịn hạn chế thời gian không nhiều vừa phải công tác vừa phải thực nên luận văn tránh khỏi thiếu sót Tác giả mong nhận góp ý, bảo thầy giáo, cô giáo, bạn bè đồng nghiệp để luận văn hoàn thiện Xin chân thành cảm ơn! DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 4-1 Các trạm 110kV có tỉnh Bắc Ninh 47 Bảng 4-2 Thống kê số lần cố (năm 2017) .51 Bảng 4-3 Các đường dây xảy nhiều cố (năm 2017) .51 Bảng 4-4 Số liệu nút nhánh sơ đồ cấu trúc ngược 55 Bảng 4-5 Các số liệu sơ đồ đẳng trị phương án 67 Bảng 4-6 Các số liệu tính tốn sơ đồ đẳng trị phương án 67 Bảng 4-7 Các số liệu sơ đồ đẳng trị phương án 69 Bảng 4-8 Các số liệu sơ đồ đẳng trị phương án 70 Bảng 4-9 Tổng hợp kết tính tốn độ tin cậy phương án 71 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Máy cắt trung Hình 1.2 Reclose trung Hình 1.3 Sơ đồ sử dụng TĐL để loại trừ cố .9 Hình 2.1 Hàm tin cậy R(t) .12 Hình 2.2 Cường độ hỏng hóc  (t ) 14 Hình 2.3 Mơ hình giản đồ chuyển trạng thái (LV-làm việc, H-hỏng) 15 Hình 2.4 Mối liên hệ trạng thái phần tử 18 Hình 3.1 Lưới phân phối hình tia 29 Hình 3.2 Ví dụ lưới phân phối cấu trúc ngược 33 Hình 3.3 Thuật tốn tính ma trận đường nối 38 Hình 3.4 Sơ đồ thuật tốn giao diện 39 Hình 3.5 Sơ đồ khối chương trình tính toán độ tin cậy 40 Hình 3.6 Giao diện chương trình tính tốn độ tin cậy 41 Hình 3.7 Giao diện nhập liệu mô tả cấu trúc lưới 42 Hình 3.8 Giao diện nhập thơng số tính tốn 42 Hình 3.9 Giao diện nhập thông số phụ tải .43 Hình 4.1 Sơ đồ sợi xuất tuyến 22kV lộ 471 E7.4 54 Hình 4.2 Sơ đồ đẳng trị phương án 58 Hình 4.3 Sơ đồ đánh số cấu trúc ngược xuất tuyến 22kV lộ 471 E7.4 59 Hình 4.4 Sơ đồ đẳng trị phương án 60 Hình 4.5 Sơ đồ đánh số cấu trúc ngược phương án 61 Hình 4.6 Sơ đồ đẳng trị phương án 62 Hình 4.7 Sơ đồ đánh số cấu trúc ngược phương án 64 Hình 4.8 Sơ đồ đẳng trị phương án 65 Hình 4.9 Sơ đồ đánh số cấu trúc ngược phương án 66 Hình 4.10 Kết tính toán độ tin cậy phương án 68 Hình 4.11 Kết tính tốn độ tin cậy phương án 69 Hình 4.12 Kết tính tốn độ tin cậy phương án 71 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU CCĐ Cung cấp điện CT Công tác DCL Dao cách ly ĐTC Độ tin cậy ĐTCCCĐ Độ tin cậy cung cấp điện HTĐ Hệ thống điện ĐK Định kỳ LĐPP Lưới điện phân phối NĐ Ngừng điện NĐCT Ngừng điện công tác NĐSC Ngừng điện cố MC Máy cắt TBA Trạm biến áp MBA Máy biến áp SC Sự cố TA/HA Trung áp/Hạ áp TBPĐ Thiết bị phân đoạn TĐL Tự đóng lại TTSC Thao tác cố TTCT Thao tác cơng tác LỜI NĨI ĐẦU Hệ thống điện bao gồm sản xuất, truyền tải phân phối điện đến hộ tiêu thụ Để đảm bảo tiêu chuẩn chất lượng điện theo qui định độ tin cậy cung cấp điện việc nâng cao chất lượng điện năng, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện hai tiêu quan trọng để đánh giá hệ thống điện Mọi nghiên cứu, tính tốn, áp dụng máy móc, thiết bị cơng nghệ cao cho hệ thống điện cho mục đích nêu Khi quy hoạch, thiết kế, đầu tư xây dựng hệ thống điện tính đến việc vận hành đạt hiệu tối ưu Trên sở để nâng cao chất lượng điện năng, giảm tổn thất, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện việc đầu tư, lắp đặt thiết bị tự động lưới điện phân phối góp phần nâng cao chất lượng điện việc làm quan trọng Từ lý trên, tác giả chọn đề tài “Nghiên cứu nâng cao độ tin cậy lưới điện phân phối thiết bị tự động đóng lặp lại dao cách ly phân đoạn tự động Áp dụng với lưới điện phân phối Thành phố Bắc Ninh” Nội dung đề tài tìm hiểu lưới điện phân phối, độ tin cậy cung cấp điện, yếu tố, phương pháp đánh giá độ tin cậy Tìm hiểu tiêu đánh giá độ tin cậy lưới phân phối, thiết bị bảo vệ hệ thống điện phân phối ứng dụng thiết bị để nâng cao độ tin cậy cung cấp điện cho lưới điện thành phố Bắc Ninh